WPŁYW PRĄDÓW MORSKICH NA BEZPIECZNĄ REALIZACJĘ PLANU PODRÓŻY W REJONIE TRUDNYM NAWIGACYJNIE

Podobne dokumenty
EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

UNIKANIE NIEBEZPIECZNYCH SYTUACJI W ZŁYCH WARUNKACH POGODOWYCH W RUCHU STATKU NA FALI NADĄŻAJĄCEJ

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

PROCESY NAWIGACYJNE W SYSTEMIE DYNAMICZNEGO ZAPASU WODY POD STĘPKĄ DUKC (DYNAMIC UNDER KEEL CLEARANCE )

Inżynieria Ruchu Morskiego wykład 01. Dr inż. Maciej Gucma Pok. 343 Tel //wykłady tu//

POZIOM UFNOŚCI PRZY PROJEKTOWANIU DRÓG WODNYCH TERMINALI LNG

SYSTEMY DYNAMICZNEGO USTALANIA WARTOŚCI ZAPASU WODY POD STĘPKĄ NA PŁYTKOWODZIU

PODSTAWY NAWIGACJI Pozycja statku i jej rodzaje.

ROZDZIAŁ 1. NAWIGACJA MORSKA, WSPÓŁRZĘDNE GEOGRAFICZNE, ZBOCZENIE NAWIGACYJNE. KIERUNEK NA MORZU.

Komentarz technik nawigator morski 314[01]-01 Czerwiec 2009

Wymiary akwenu w płaszczyźnie pionowej bezpieczna głębokość podawana zazwyczaj w postaci stosunku minimalnej rezerwy wody pod kilem do zanurzenia

Spis treści Wyznaczenie pozycji przy pomocy jednego obserwowanego obiektu... 47

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik nawigator morski 314[01]

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Falowanie czyli pionowy ruch cząsteczek wody, wywołany rytmicznymi uderzeniami wiatru o powierzchnię wody. Fale wiatrowe dochodzą średnio do 2-6 m

ODKSZTAŁCENIA I ZMIANY POŁOŻENIA PIONOWEGO RUROCIĄGU PODCZAS WYDOBYWANIA POLIMETALICZNYCH KONKRECJI Z DNA OCEANU

1. OCENA RYZYKA NAWIGACYJNEGO STATKÓW MANEWRUJĄCYCH W AKWENACH OGRANICZONYCH

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

HARCERSKI OŚRODEK MORSKI PUCK ZWIĄZKU HARCERSTWA POLSKIEGO. 3. Wiadomości o jachtach motorowych i motorowo-żaglowych. Duże jachty motorowe.

I. KARTA PRZEDMIOTU INŻYNIERIA BEZPIECZEŃSTWA NAWIGACJI

Przedmowa 12 Od wydawcy 15 Wykaz ważniejszych oznaczeń 16

Grzegorz Rutkowski Akademia Morska w Gdyni, Morska 81-87, Gdynia, Wydział Nawigacyjny,

Symulacyjne badanie wpływu systemu PNDS na bezpieczeństwo i efektywność manewrów

Podstawy Nawigacji. Kierunki. Jednostki

MANEWR OSTATNIEJ CHWILI OCENA I ANALIZA DLA MASOWCA W ZALEŻNOŚCI OD ODLEGŁOŚCI ROZPOCZĘCIA MANEWRU I KĄTA KURSOWEGO

ODLEGŁOŚĆ BOCZNA MANEWRU WYPRZEDZANIA STATKÓW MORSKICH NA AKWENACH OGRANICZONYCH

Zlodzenie polskiej strefy przybrzeżnej w zimie 2017/18 The Ice Winter 2017/18 on the Polish Baltic Sea Coast

GPS w praktyce Cz. 3. Halsówka i pływy

ZAŁĄCZNIK 7 - Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

nawigację zliczeniową, która polega na określaniu pozycji na podstawie pomiaru przebytej drogi i jej kierunku.

WYBRANE WARIANTY PLANOWANIA PODRÓŻY STATKU W ŻEGLUDZE OCEANICZNEJ

Locja Śródlądowa i Morska

Probabilistyczny model oceny bezpieczeństwa na akwenach przybrzeżnych. Marcin Przywarty

Metoda określania pozycji wodnicy statków na podstawie pomiarów odległości statku od głowic laserowych

Rodzaj/forma zadania. Max liczba pkt. zamknięte 1 1 p. poprawna odpowiedź. zamknięte 1 1 p. poprawne odpowiedzi. zamknięte 1 1 p. poprawne odpowiedzi

PRZEPISY PUBLIKACJA NR 19/P ANALIZA STREFOWEJ WYTRZYMAŁOŚCI KADŁUBA ZBIORNIKOWCA

System AIS. Paweł Zalewski Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Akademia Morska w Szczecinie

WYZNACZENIE KĄTA PRZECHYŁU DYNAMICZNEGO OKRĘTU NA PODSTAWIE BADAŃ MODELOWYCH

TASK. - zadania. Zadania realizowane w wyniku użyciu funkcji TASK to:

Dziennik Ustaw 15 Poz. 460 ZAKRES WYMAGAŃ EGZAMINACYJNYCH

BADANIA DOSTĘPNOŚCI SYSTEMU DGPS NA DOLNEJ ODRZE RESEARCH ON THE AVAILABILITY OF DGPS SYSTEM ON THE LOWER ODRA RIVER

Oddziaływania. Wszystkie oddziaływania są wzajemne jeżeli jedno ciało działa na drugie, to drugie ciało oddziałuje na pierwsze.

ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIII NR 2 (189) 2012

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Analiza wpływu informacji z logu na dokładność śledzenia obiektów w urządzeniach ARPA

lp tematy pracy promotor dyplomant data otrzymania tematu uwagi ZAKŁAD URZĄDZEŃ NAWIGACYJNYCH

Zlodzenie polskiej strefy przybrzeżnej w zimie 2015/2016 The Ice Winter 2015/2016 on the Polish Baltic Sea Coast

MORSKIE PLANOWANIE PRZESTRZENNE A PLANOWANIE NAWIGACJI W REJONACH OGRANICZONYCH

3a. Dynamika oceanów prądy morskie, upwelling

Warszawa, dnia 25 marca 2015 r. Poz. 419 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY I ROZWOJU 1) z dnia 4 marca 2015 r.

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

I. KARTA PRZEDMIOTU. Wyrobienie umiejętności korzystania z metod zliczenia matematycznego.

Akademia Morska w Szczecinie STUDIA NIESTACJONARNE WEBSITE LEARNING. Przedmiot: RATOWNICTWO MORSKIE. Ćwiczenia

MANEWRY CZŁOWIEK ZA BURTĄ NA WSPÓŁCZESNYCH STATKACH MORSKICH

PAŃSTWOWA KOMISJA BADANIA WYPADKÓW MORSKICH RAPORT TYMCZASOWY 48/14

Wiatry OKRESOWE ZMIENNE NISZCZĄCE STAŁE. (zmieniające swój kierunek w cyklu rocznym lub dobowym)

System Automatycznej Identyfikacji. Automatic Identification System (AIS)

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

W Y T Y C Z N E. Do weryfikacji z uprawnień zawodowych morskich i śródlądowych na stopnie motorowodne. Opracowano w oparciu o :

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Układy współrzędnych stosowane w nawigacji na akwenach ograniczonych

CEL PRZEDMIOTU. Zapoznanie z podstawowym układem sił i momentów działających na statek w ruchu.

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

PROGRAM SZKOLENIA Jachtowy sternik morski teoria e-learning stan na dzień:

Badania ANALIZA PORÓWNAWCZA METOD WYZNACZANIA SZEROKOŚCI PASA RUCHU STATKU ŚRÓDLĄDOWEGO NA ODCINKU PROSTOLINIOWYM

wiatr rzeczywisty własny pozorny

ACTA UNIVERSITATIS LODZIENSIS. WIELOLETNIA ZMIENNOŚĆ WYSTĘPOWANIA BURZ W SZCZECINIE, ŁODZI, KRAKOWIE I NA KASPROWYM WIERCHU W LATAm

Uderzenie dźwiękowe (ang. sonic boom)

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Fizyka Podręcznik: Świat fizyki, cz.1 pod red. Barbary Sagnowskiej. 4. Jak opisujemy ruch? Lp Temat lekcji Wymagania konieczne i podstawowe Uczeń:

MoŜliwości modelowania trajektorii statku na urządzeniach symulacyjnych

Radiolokacja. Wykład 3 Zorientowania, zobrazowania ruchu, interpretacja ruchu ech na ekranie

Rules in this section apply in any condition of visibility. W prawidle 5 MPZZM obowiązki dotyczące obserwacji określa się następująco:

ZASADY MONITOROWANIA MORSKICH OBIEKTÓW O MAŁYCH PRĘDKOŚCIACH

Literatura: Maciej Gucma, Jakub Montewka, Antoni Zieziula Urządzenia nawigacji technicznej Krajczyński Edward Urządzenia elektronawigacyjne

RAMOWY PROGRAM SZKOLENIA I WYMAGANIA EGZAMINACYJNE NA POZIOMIE POMOCNICZYM W DZIALE POKŁADOWYM NA ŚWIADECTWO MARYNARZA WACHTOWEGO

ZESZYTY NAUKOWE NR 1(73) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

WYNIKI BADAŃ WARTOŚCIOWANIA PROCESU OBSŁUGI TECHNICZNEJ CIĄGNIKÓW ROLNICZYCH O RÓŻNYM POZIOMIE WYKORZYSTANIA

Pomiar rezystancji metodą techniczną

XXXIX OLIMPIADA GEOGRAFICZNA Zawody III stopnia pisemne podejście 2

XXXVIII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP WSTĘPNY Zadanie teoretyczne

Statyka płynów - zadania

Temat: Systemy do precyzyjnej regulacji temperatury w obiektach chłodzonych o dużej i małej pojemności cieplnej.

Załącznik nr 14. OGa-DPDExss-543/180-08/194/2008. Gdynia,

PUBLIKACJA INFORMACYJNA NR 22/I METODA OBLICZANIA I OCENY STATECZNOŚCI STATKU NA FALI NADĄŻAJĄCEJ

MIĘDZYNARODOWA ORGANIZACJA MORSKA (IMO) W PROCESIE GLOBALIZACJI ŻEGLUGI MORSKIEJ

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ NAWIGACYJNY ZAKŁAD BUDOWY I STATECZNOŚCI STATKU INSTRUKCJA

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

PLANOWANIE PODRÓŻY MORSKIEJ Z UWZGLĘDNIENIEM RYZYKA NAWIGACJI MORSKIEJ W REJONACH OGRANICZONYCH

OCENA STATECZNOŚ CI DYNAMICZNEJ OKRĘ TU NA PODSTAWIE WYMAGAŃ PRZEPISÓW POLSKIEGO REJESTRU STATKÓW

Płetwonurek Wrakowo-Morski KDP/CMAS (PWM) Hydrologia morza. Płetwonurek Podlodowy KDP/CMAS (PPL) KDP CMAS

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE. JEDNOSTKA ORGANIZACYJNA: Wydział nawigacyjny Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Zakład Urządzeń Nawigacyjnych

Rys. 1. Pływanie ciał - identyfikacja objętość części zanurzonej i objętości bryły parcia

OCEANY STELLA CHOCHOWSKA KL.1TH

1. Zebranie obciążeń na konstrukcję Oddziaływania wiatru. wg PN-EN Dane podstawowe:

MULTIMEDIAL SAILING DIRECTIONS IN ECDIS e-pilots

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

Transkrypt:

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni Scientific Journal of Gdynia Maritime University Nr 102/2017, 111 123 ISSN 1644-1818 e-issn 2451-2486 WPŁYW PRĄDÓW MORSKICH NA BEZPIECZNĄ REALIZACJĘ PLANU PODRÓŻY W REJONIE TRUDNYM NAWIGACYJNIE SEA INFLUENCE ON SAFE REALISATION OF PASSAGE PLAN IN NAVIGATIONALLY DIFFICULT AREA Agnieszka Ungert Akademia Morska w Gdyni, al. Jana Pawła II 3, 81 345 Gdynia, Wydział Nawigacyjny, Katedra Nawigacji, e-mail: a.ungert@wn.am.gdynia.pl Streszczenie: Artykuł jest próbą analizy rzeczywistego wpływu morskich prądów stałych i pływowych na przebieg zaplanowanej podróży statkiem. Celem jest sprawdzenie dokładności predykcji zachowania się statku na podstawie informacji dostępnej na mapach nawigacyjnych oraz w publikacji Admiralty Tide Tables. Planując przejście jednostki pływającej, starano się tak uwzględnić jej ewentualny znos, aby zapewnić odpowiedni margines głębokości oraz odległości do brzegów i płycizn. Na mapy nawigacyjne z wyznaczoną trasą podróży nanoszono pozycje zliczone i obserwowane statku. Następnie je porównano w celu wyznaczenia kąta znosu na podstawie analizy graficznej oraz jej porównania z wartościami spodziewanymi, wyznaczonymi na podstawie danych z publikacji Admiralty Tide Tables oraz map nawigacyjnych regionu. Słowa kluczowe: znos statku, kąt drogi nad dnem, bezpieczeństwo żeglugi. Abstract: The work is an attempt to analyze the real influence of ocean and tidal currents on the course of the planned voyage. The purpose was to check how accurately the behavior of the ship can be predicted by using the information available on the navigational charts and in Admiralty Tide Tables. The vessel's drift in the area was taken into account to ensure that the depth and distance to shore and shoals were adequate. Dead reckoning and observed positions were plotted on navigational charts, compared and the actual drift of the vessel was determined and compared with the expected values based on data from Admiralty Tide Tables and navigational charts of the region. Keywords: vessel's drift, course over ground, safety of navigation. 1. WSTĘP Na bezpieczeństwo statku i jego przejścia nawigacyjnego ma wpływ wiele czynników. Wśród nich są czynniki środowiskowe, takie jak prądy morskie stałe i pływowe oraz wiatr. W zależności od prędkości oraz kształtu kadłuba statku Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 111

Agnieszka Ungert wpływ wiatru i prądów na jego ruch może być na podobnym poziomie lub jeden z nich może przeważać. Również stan załadowania statku oraz jego prędkość oddziaływają na zachowanie statku podczas żeglugi. Oficer wachtowy jest zobowiązany do bezpiecznej realizacji planu podróży, m.in. poprzez uwzględnienie oraz przeciwdziałanie efektom znosu i dryfu. Istnieją dwie główne regulacje prawne zobowiązujące do posiadania aktualnego planu podróży, są to: Międzynarodowa konwencja o bezpieczeństwie życia na morzu, 1974 wraz z protokołem1988 i późniejszymi zmianami SOLAS (International Convention for the Safety of Life at Sea SOLAS Convention) oraz Międzynarodowa konwencja o wymaganiach w zakresie wyszkolenia marynarzy, wydawania świadectw oraz pełnienia wacht STCW (International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping STCW Convention). Obie konwencje nakładają obowiązek uwzględnienia w planie podróży kompletnych i aktualnych informacji o zagrożeniach nawigacyjnych, które mają stały i przewidywalny charakter, a także danych odnośnie do oczekiwanych trudnych warunków pogodowych. Część prądów morskich można uznać za stałe, przyjmując pewien margines wahań co do ich kierunku i/lub prędkości. Ponieważ w planie podróży powinien być zamieszczony przewidywany czas przybycia ETA (Estimated Time of Arrival) do następnego portu, to już na etapie jego sporządzania oficer powinien uwzględnić wpływ prądów morskich na czas podróży. Według encyklopedycznego podziału ze względu na sposób powstawania rozróżnia się prądy morskie: wiatrowe (dryfowe) powstające wskutek tarcia o powierzchnię oceanów i mórz poruszających się mas powietrza oraz parcia wiatru na dowietrzne zbocza fal. Prądy morskie wywołane wiatrami stałymi (pasaty), wiatrami sezonowymi (monsuny) lub wiatrami zdecydowanie przeważającymi (np. wiatry zachodnie w strefie umiarkowanej) są nazywane prądami dryfowymi; prąd morski, wywołany wiatrem krótkotrwałym, zwany jest prądem wiatrowym. Prądy dryfowe występują w powierzchniowej warstwie wody, do głębokości ok. 200 m. Prowadzą one do nachylenia poziomu morza i wystąpienia gradientu ciśnienia, co wzbudza prądy głębinowe w akwenach przybrzeżnych; grawitacyjno-gradientowe obejmujące: prądy morskie barogradientowe, wywołane zmianami ciśnienia atmosferycznego nad morzami i oceanami (w obszarze podwyższonego ciśnienia prowadzą do obniżenia poziomu morza, w obszarze obniżonego ciśnienia do wzrostu poziomu), prądy morskie spływowe, powstające wskutek dopływu wód rzecznych, opadu atmosferycznego, parowania, dopływu wód z innego akwenu lub odpływu wód, prądy morskie gęstościowe, powstające na skutek różnic gęstości wody morskiej, o czym decydują różnice temperatury i zasolenia wody (są to głównie prądy podpowierzchniowe i głębinowe), 112 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 102, December 2017

Wpływ prądów morskich na bezpieczną realizację planu podróży w rejonie trudnym nawigacyjnie prądy morskie kompensacyjne, o charakterze wtórnym, dążące do wyrównania poziomu morza bez względu na przyczynę, która wywołała zakłócenie równowagi hydrostatycznej. pływowe ruchy wód okresowo zmieniające kierunek i prędkość, powstające w związku z przesuwaniem się fal pływowych. Szczególnie silne prądy pływowe są obserwowane w akwenach przybrzeżnych, gdzie obejmują całą masę wody (do dna), im dalej od brzegów, tym są słabsze. Ze względu na stałość i czas trwania rozróżnia się prądy morskie: stałe mające zawsze ten sam kierunek oraz tę samą prędkość; okresowe zmieniające kierunek i prędkość w regularnych odstępach czasu; czasowe powstające sporadycznie pod wpływem krótkotrwałych silnych wiatrów, gwałtownych zmian ciśnienia atmosferycznego i opadów. Zależnie od głębokości położenia warstwy wody objętej prądem prądy morskie dzielą się na: powierzchniowe (głównie prądy wiatrowe); głębinowe (ruchy wymienne między masami wodnymi, wiatry nie mają na nie wpływu); przydenne (np. rozprowadzające ciężkie wody antarktyczne w kierunku północnym). W rzeczywistości prądy morskie rzadko są wywoływane tylko przez jedną przyczynę, odgrywają ważną rolę w kształtowaniu wodnych mas oceanów. Wpływają także na kształtowanie się brzegów mórz i tworzenie się płycizn na dnie niezbyt głębokich akwenów. Tablice pływów Admiralicji Brytyjskiej są wydawane co roku w ośmiu tomach. Zawierają one informacje o momentach wystąpienia wody wysokiej i niskiej w głównych portach świata. Jest to jedyne źródło informacji o wysokości pływów, dostępne dla nawigatorów na statkach morskich. Na mapach nawigacyjnych dla danego rejonu umieszczono informacje o prędkości prądów pływowych oraz kierunku i prędkości prądów stałych, jeśli takie występują. Są one oznaczane za pomocą tzw. rombów pływów dla prądu pływowego (romb z literą w środku odnoszącą się do odpowiedniej tabeli umieszczonej na mapie) oraz wektorów z oznaczonym zakresem prędkości dla prądów stałych. Opisane w artykule badania oparto na informacjach odczytanych z cyfrowej wersji tablic pływów aktualnych na czas przejścia oraz zaktualizowanych do dnia przejścia map nawigacyjnych danego regionu. Następnie zweryfikowano te informacje w rzeczywistych warunkach podczas podróży statku m/v Cosco Seattle (rys. 1). Jest to kontenerowiec o pojemności 7488 TEU, długości 300 m, szerokości 42,80 m, zanurzeniu maksymalnym 14,5 m oraz prędkości maksymalnej ~44 km/h. Zebrane dane są zbyt skąpe i nie dają możliwości przeprowadzenia analizy statystycznej dokładności predykcji oddziaływania prądu na ruch statku, dlatego też poniżej zaprezentowano wyniki analizy dla jednego z rejonów trudnych nawi- Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 113

Agnieszka Ungert gacyjnie, przez jakie statek przepływał w czasie rejsu z Szanghaju (Chiny) do Prince Rupert (Kanada). Źródło: www.marinetraffic.com. Source: www.marinetraffic.com. Rys. 1. Statek m/v Cosco Seattle Fig. 1. Container vessel m/v Cosco Seattle Za rejon trudny nawigacyjnie uważa się rejon, w którym [...] występują szczególnie trudne warunki pływania statku, ze względu na zakłócenia zewnętrzne środowiska, jak: prądów, wiatrów, falowania, obniżonej widzialności, płytkowodzia, wąskich przejść i zwiększonego ruchu statków [Jurdziński 2003]. Szczególnym rodzajem rejonu trudnego nawigacyjnie jest akwen ograniczony, czyli taki, na którym [...] pływanie zakłócane jest z powodu określonych parametrów głębokości i szerokości akwenu, w stosunku do parametrów geometrycznych statku w czasie ruchu [Jurdziński 1998a]. 2. METODA PROWADZENIA BADAŃ Podczas czterech z ośmiu odbytych w danym rejonie podróży morskich na mapę nawigacyjną nanoszono pozycje obserwowane z pomiarów radarowych oraz pozycje zliczone. Podczas tych podróży starano się monitorować kierunek i prędkość wiatru, aby móc wyznaczyć kąty dryfu statku. Przy analizie działania prądu obliczano kierunki i kąty znosu, wynikające z danych przedstawionych na mapie nawigacyjnej danego rejonu. Następnie porównano otrzymane wyniki 114 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 102, December 2017

Wpływ prądów morskich na bezpieczną realizację planu podróży w rejonie trudnym nawigacyjnie z wynikami uzyskanymi z prowadzonego zliczenia. Próbowano także wyznaczyć kierunek działającego prądu metodą graficzną i porównać go z danymi otrzymanymi z publikacji. W rozważaniach uwzględniono fakt, iż metodą graficzną wyznaczano wypadkowy wektor działania różnego rodzaju prądów (prądu stałego, prądu przypływu lub odpływu oraz prądu wiatrowego). Metoda graficzna została zobrazowana na rysunku 2. Rys. 2. Uproszczona zależność między pozycją zliczoną a obserwowaną Fig. 2. Simplified relationship between calculated and observed position Oznaczenia: KR kurs rzeczywisty statku [ ], V prędkość rzeczywista statku [m/s], Kd w kąt drogi statku po wodzie [ ], V sw prędkość statku po wodzie [m/s], KD d kąt drogi statku nad dnem [ ], V d prędkość statku nad dnem [m/s], K ww kierunek dryfu statku [ ], V ww prędkość dryfu statku [m/s], K p kierunek znosu statku [ ], V p prędkość znosu statku [m/s]. α kąt dryfu statku [ ], β kąt znosu statku [ ], γ kąt znosu całkowitego statku [ ], Obliczenia prowadzono z wykorzystaniem następujących zależności empirycznych [Jurdziński 1998a]: Kąt dryfu statku: 1 2 sin ( ) α arcsin Fp Vw q = 0, 045 F w V (1) Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 115

Agnieszka Ungert gdzie: α kąt dryfu [ ], F p powierzchnia boczna nawiewu [m 2 ], F w powierzchnia przekroju podwodnej wzdłużnej części kadłuba [m 2 ], V prędkość statku [m/s], V w prędkość wiatru [m/s], q kąt kursowy wiatru [ ]. Kąt znosu statku: Vpr β = arcsin sin( K pr KDd ) (2) Vsw gdzie: β kąt znosu statku [ ], V pr prędkość prądu [m/s], V sw prędkość statku po wodzie [m/s], K pr kierunek prądu [ ], KD d kąt drogi statku nad dnem[ ]. Znos całkowity statku: γ = α + β (3) W praktyce, ze względu na zmienny charakter, stosuje się przybliżone dane wejściowe, m.in. prędkości i kierunku działania prądu, powierzchni bocznej nawiewu oraz przekroju podwodnej wzdłużnej części kadłuba. Ponieważ rozpatrywano przejście statku w rejonie trudnym nawigacyjnie, w którym ze względu na bliskość brzegów nie było możliwości wykształcenia się wysokiego falowania, to pominięto jego wpływ na ruch statku. Kolejnym uproszczeniem było pominięcie wpływu powierzchniowego prądu wiatrowego, gdyż ze względu na bliskość brzegów nie mógł się on wykształcić. Wyznaczono krzywe znosu w zależności od kąta zawartego pomiędzy kierunkiem prądu a kątem drogi nad dnem w funkcji prędkości prądu i prędkości statku (rys. 3). Wyznaczenie dokładnych krzywych w sposób analityczny w omawianym przypadku jest praktycznie niemożliwe m.in. dlatego, że statek zawsze pływał z przegłębieniem, a w tablicach zawierających informacje o stateczności i powierzchniach podwodzia zawarto dane dla statku nieprzegłębionego, czyli mającego takie samo zanurzenie na dziobie i na rufie. Podane w tych tablicach wartości są wartościami dla kątów natarcia prądu na kadłub równych 90, w rzeczywistości wahały się one w zakresie od 0 180 prawej lub lewej burty w zależności od tego, jakim kursem statek w danej chwili płynął. Kursy statku były zmieniane zgodnie z zaplanowaną trasą oraz wskutek manewrów w celu uniknięcia kolizji z innymi statkami znajdującymi się w rejonie przejścia. Odchylenie wektorów działających sił od kąta prostego powodowało zmianę intensywności działania danego czynnika na kadłub w ruchu. 116 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 102, December 2017

Wpływ prądów morskich na bezpieczną realizację planu podróży w rejonie trudnym nawigacyjnie Znos m/s Cosco Seattle w zależności od prędkości statku pływu Rys. 3. Krzywe znosu w zależności od kąta natarcia prądu (K pr KD d ) Fig. 3. Drift angles dependent on angle of influence of current (K pr KD d ) Jak widać na rysunku 3, kąt znosu rośnie wraz ze wzrostem prędkości prądu i spadkiem prędkości statku. Jest on również tym większy, im bliższa 90 jest różnica między kierunkiem działania prądu a kątem drogi nad dnem statku. 3. ANALIZA WPŁYWU PRĄDÓW PODCZAS PODRÓŻY STATKU M/V COSCO SEATTLE PRZEZ CIEŚNINĘ TSUGARU 3.1. Charakterystyka ogólna rejonu Cieśnina Tsugaru jest położona pomiędzy japońskimi wyspami Honsiu, Hokkaido i ma długość około 110 km. Przez cieśninę przepływa silny, ciepły prąd powierzchniowy z Morza Japońskiego na otwarty ocean. Głębokości na trasie statku wahały się od około 30 do ponad 200 m. Pomimo znacznej szerokości cieśniny, wynoszącej w najwęższym miejscu 18,5 km, żegluga w niej wymagała od oficera wachtowego wzmożonej czujności podczas podróży, głównie ze względu na obecność silnego prądu oraz dużej liczby łodzi rybackich i innych statków. Prędkość prądu, osiągająca 3,5 m/s, zmuszała do ciągłej kontroli pozycji i znosu statku. Dodatkowym utrudnieniem były częste Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 117

Agnieszka Ungert słabe zamglenia, ograniczające widoczność do około 6 km. Urozmaicone i zmienne ukształtowanie dna oraz brzegów sprawiało, że przepływający prąd tworzył zawirowania, które czasem powodowały chwilowe utraty trzymanego przez statek kursu. Rys. 4. Fragment mapy JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, skala 1: 250 000 widok ogólny Fig. 4. Part of Chart JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, scale 1: 250 000 general view 3.2. Analiza wybranej podróży statku m/v Cosco Seattle Według danych odczytanych z mapy nawigacyjnej JP10 (rys. 5 8), wydanej 1.11.2007 r. i poprawionej do ostatniego dnia podróży przez dany akwen (poprawki otrzymywane za pomocą programu ChartCo) oraz locji dla obszaru Japonii (Admiralty Sailing Directions NP41 Japan Pilot Vol. 1), najsilniejsze prądy pływowe w tej cieśninie występują latem i zimą podczas pływów syzygijnych około 2 3 godzin po wystąpieniu niższej wody niskiej LLW (Lower Low Water) w rejonie Tappi Saki (wschodnie wejście do cieśniny). Prędkość prądu stałego płynącego na wschód może osiągać wtedy ok. 2,5 2,8 m/s przy wejściu do cieśniny oraz ok. 3,3 3,5 m/s przy wyjściu. 118 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 102, December 2017

Wpływ prądów morskich na bezpieczną realizację planu podróży w rejonie trudnym nawigacyjnie Rys. 5. Fragment mapy JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, skala 1: 250 000 część wschodnia Fig. 5. Part of Chart JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, scale 1: 250 000 eastern part Rys. 6. Fragment mapy JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, skala 1: 250 000 część centralna Fig. 6. Part of Chart JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, scale 1: 250 000 central part Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 119

Agnieszka Ungert Rys. 7. Fragment mapy JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, skala 1: 250 000 część zachodnia Fig. 7. Part of Chart JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, scale 1: 250 000 western part Rys. 8. Fragment mapy JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, skala 1: 250 000 wyjście na Pacyfik Fig. 8. Part of Chart JP10 Tsugaru Kaiko, WGS 84, scale 1: 250 000 exit to Pacific Ocean 120 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 102, December 2017

Wpływ prądów morskich na bezpieczną realizację planu podróży w rejonie trudnym nawigacyjnie W tabeli 1 pokazano zestaw obliczeń dla pojedynczej podróży statku przez omawianą wyżej cieśninę Tsugaru, przez którą statek przepływał kilkukrotnie w obu kierunkach. Wybrana podróż odbywa się w kierunku wschodnim, czyli z Morza Japońskiego do Kanady. Tabela 1. Przykładowa analiza matematyczna przejścia przez cieśninę Tsugaru Table 1. Example of mathematical analysis of passage via Tsugaru Strait Czas KR D V KDd Dd hh:mm [ ] [Mm] [w] [ ] γ [ ] 19:50 Znos całkowity d [Mm] Cieśnina Tsugaru V [w] Wiatr Kw [ ] V [w] Kąt natarcia wiatru q [ ] Dryf α [ ] Znos γ - α Kierunek prądu z mapy Szybkość prądu z mapy Znos na podst. mapy β [ ] Kp [ ] V [w] β [ ] 20:00 060 3,4 21 053,0 3,8-7,0 0,7 4,2 320 5 100 0,7-7,7 055 4,0 0,4 20:20 050 6,8 21 052,5 7,7 2,5 0,9 2,7 320 5 90 0,7 1,8 055 3,0 0,4 20:40 050 6,8 21 050,0 7,4 0,0 0,6 1,8 320 8 90 1,1-1,1 055 2,0 0,5 20:50 070 3,4 21 073,0 3,8 3,0 0,5 3,0 320 11 110 1,4 1,6 055 3,0-2,5 21:00 055 3,4 21 062,5 4,2 7,5 0,9 5,4 320 14 95 1,9 5,6 055 4,0-1,4 21:20 050 6,8 21 049,0 8,0-1,0 1,2 3,6 300 14 110 1,8-2,8 055 4,0 1,1 21:25 050 1,7 21 050,0 2,2 0,0 0,5 6,0 290 14 120 1,6-1,6 090 4,0 7,0 21:40 090 5,1 21 073,0 5,4-17,0 1,6 6,4 260 11-170 -0,3-16,7 090 3,0 2,4 22:00 094 6,8 21 093,5 7,6-0,5 0,8 2,4 230 6-136 -0,6 0,1 090 3,0-0,5 22:20 090 6,8 21 094,0 7,8 4,0 1,0 3,0 270 3-180 0,0 4,0 090 3,0-0,6 Zanurzenia statku: rufa 11,10 m dziób 11,40 m średnie 11,25 m F p = 8163 m 2 F w = 6736 m 2 4. WNIOSKI Podczas analizowanej podróży statek płynął z prądem, co powodowało, że poruszał się z prędkością nad dnem większą niż wynikająca z charakterystyki manewrowej. Ze względu na siłę oraz kierunek działania dodatkowych sił na płetwę sterową statku sterowność uległa zmianie. Gdyby na statek oddziaływał tylko wiatr oraz prąd stały, jego znos całkowity byłby inny niż znos całkowity, obliczony z różnicy położenia pozycji zliczonej i obserwowanej. Obrazuje to tabela 1, kolumny Znos całkowity oraz suma wartości z kolumn Dryf i Znos na podst. mapy. Według odczytu z tablic Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 121

Agnieszka Ungert pływów oraz rombów pływów, umieszczonych na mapie JP10 danego dnia (25.06.2011), statek przechodził przez cieśninę podczas przypływu, po wyższej wodzie niskiej około dwa dni po I kwadrze Księżyca. W tym czasie prędkość prądu pływowego mogła się wahać w granicach 3 4 węzłów, czyli podobnych do tych, jakie zliczono na podstawie pozycji na mapie (kolumna Znos γ α ). Wartości te różnią się od rzeczywistego znosu statku (kolumna Znos γ α ), stąd wniosek, iż na statek działały wszystkie trzy siły (wiatr, prąd stały oraz prądu pływowy). Zgodnie z przepisami i dobrą praktyką morską statek płynący w kanale lub cieśninie powinien trzymać się prawej strony toru żeglownego, tak też została zaplanowana trasa statku w tej podróży. Z tabeli 1 wynika, że znos statku znacznie wzrósł o 21:40 w momencie zmiany kursu na 090. Prąd stały, który ze względu na ukształtowanie brzegów oraz dna, widoczne na mapie z rysunku 4, jeszcze nie zmienił kierunku ruchu, znosi statek na lewą stronę toru żeglownego. Z teoretycznej analizy znosu w warunkach niezakłóconych (przy braku innych czynników działających na kadłub), pokazanej na rysunku 3, wynika, że kąt ten może osiągnąć nawet 10. Z analizy graficznej, prowadzonej na mapie nawigacyjnej (rys. 4), wynika, iż znos całkowity wynosił 17 na lewą burtę. W tabeli 1, używając analizy matematycznej, wyznaczono wielkość znosu powodowanego przez prąd stały (ostatnia kolumna tabeli). Ponieważ różni się on od znosu obliczonego w analizie graficznej i podanego w kolumnie Znos γ α, wywnioskowano, iż różnica pomiędzy obliczonym na podstawie informacji z mapy JP10 znosem a znosem rzeczywistym jest powodowana działaniem prądu pływowego. Wykształcenie się lokalnego prądu wiatrowego na tyle silnego, aby mógł on oddziaływać na ruch statku w omawianym rejonie było mało prawdopodobne. W danych warunkach (tab. 1) wiatr miał niewielką prędkość i większy wpływ na kierunek ruchu statku niż na jego prędkość. Zmiana prędkości była powodowana silnym oddziaływaniem prądu. Trasę podróży morskiej planuje się, uwzględniając kąty drogi nad dnem. Aby tak zaplanowaną trasą statek poruszał się w rzeczywistości, oficer wachtowy musi ciągle kontrolować dryf oraz znos statku. Podczas planowania kolejnych zmian kursu oficer wachtowy musi uwzględniać także obecne w danym rejonie inne statki oraz łodzie rybackie. Aby manewry były skuteczne, już podczas planowania należy uwzględnić wpływ prądów morskich oraz wiatru na kadłub statku. W warunkach rzeczywistych nie zawsze da się całkowicie poprawnie ten wpływ przewidzieć, dlatego zachodzi potrzeba ciągłej kontroli oraz bieżącej korekty toru ruchu statku. 5. PODSUMOWANIE Prądy morskie oraz wielkość akwenu mają decydujący wpływ na sposób, w jaki oficer wachtowy może manewrować statkiem. Znając możliwości manewrowe statku oraz specyfikę danego akwenu, oficer może wyznaczyć obszar bezpieczny 122 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 102, December 2017

Wpływ prądów morskich na bezpieczną realizację planu podróży w rejonie trudnym nawigacyjnie do podróży i manewrowania. Znos statku wpływa na dokładność wykonywanego manewru, dlatego jego wcześniejsza predykcja ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznego poruszania się statków w akwenach trudnych nawigacyjnie. Jednak, jak pokazano w przykładowym badaniu, na statek rzadko działa tylko jeden rodzaj prądu, co w znacznym stopniu komplikuje ustalenie dokładnego układu sił działających na jego kadłub. Nawet jeśli podczas podróży, w której dryf był równy zeru lub tak mały, iż można było go pominąć, znos może znacznie różnić się od zakładanych wartości. Przyczyną może być ukształtowanie brzegów i dna morskiego akwenu, mogące wprowadzać zakłócenia do głównego nurtu prądu. W związku z tym od oficera wachtowego wymagana jest ciągła obserwacja bieżącej pozycji statku tak, aby był on w stanie skutecznie i na czas reagować na wszelkie odchylenia od wyznaczonego kursu lub trasy. LITERATURA IMO 2011, STCW Convention and STCW Code 3 rd Consolidated Edition 2011, Section A-VIII/2 Part 2 Voyage Planning, London. Jurdziński, M., 1989, Nawigacyjne planowanie podróży, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk. Jurdziński, M., 1998a, Planowanie nawigacji w obszarach ograniczonych, Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Morskiej w Gdyni, Gdynia. Jurdziński, M., 1998b, Planowanie nawigacji w żegludze przybrzeżnej, Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Morskiej w Gdyni, Gdynia. Jurdziński, M., 2003, Podstawy nawigacji morskiej, Wydawnictwo Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia. Nowicki, A., 1999, Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi. Podstawy teorii i praktyki, Trademar, Gdynia. PRS, 2015, Międzynarodowa konwencja o bezpieczeństwie życia na morzu, 1974 SOLAS Tekst jednolity, Prawidło 34, Gdańsk. United Kingdom Hydrographic Office, 2007, BA JP10 Tsugaru Kaikyo, 1:250 000. Źródła internetowe http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/prady-morskie;3961969.html, 20.04.2017. http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/tsugaru;3989746.html, 20.04.2017. www.marinetraffic.com. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 102, grudzień 2017 123